Neue 3D-gedruckte Materialien aus photoaktiven Molekülen
Fast täglich präsentieren Forscher neue Arbeiten in Bezug auf die Herstellung und Optimierung von 3D-Druckmaterialien. Erst kürzlich berichteten wir über neue polymere Materialien für die Bereiche 4D-Druck, SLS & Biofabrikation oder auch über die Bemühungen zur Optimierung von weichen oder flüssigen Materialien für den 3D-Druck.
Nun erreichten uns auch Neuigkeiten über die Forschungsarbeiten an der Nottingham University. Im Rahmen dieser Arbeit ist es dem Forscher-Team gelungen, Molekül-Materialien 3D zu drucken, welche auf Umweltreize wie Licht reagieren und in Folge dessen beispielsweise deren Farbe ändern.
Geleitet wird diese Forschung von Dr. Victor Sans Sangorrin von der Fakultät für Ingenieurwissenschaften und Dr. Graham Newton von der School of Chemistry. Überdies erhält diese Forschung Unterstützung durch die University of Nottingham sowie dem Deutschen Akademischen Austauschdienst (DAAD).
“Dieser Bottom-up-Ansatz bei der Herstellung von Bauelementen wird die Grenzen der additiven Fertigung wie nie zuvor verschieben. Mit einem einzigartigen integrierten Designansatz haben wir funktionelle Synergie zwischen photochromen Molekülen und Polymeren in einem vollständig 3D-gedruckten Gerät demonstriert. Unser Ansatz erweitert die Toolbox von fortgeschrittenen Materialien, die Ingenieuren zur Verfügung stehen, die Geräte für reale Probleme entwickeln “, erklärt Dr. Sans.
Um dieses Konzept zu veranschaulichen, 3D-druckte das Forscher-Team ein photoaktives Molekül. Dieses besitzt die Fähigkeit, seine Farbe bei Lichteinfall von farblos auf blau zu ändern. Um dieses Molekül wieder in dessen farblosen Zustand zurückzuversetzen, muss es lediglich der Luft beziehungsweise dem darin enthaltenen Sauerstoff ausgesetzt werden.
Durch die Kombination aus diesen photoaktiven Molekülen sowie maßgeschneidertem Polymer ist es den Forschern gelungen Verbundmaterialien 3D zu drucken. Dieses hierbei neu entstandene Material ist nun in der Lage Informationen reversibel zu speichern.
“Wir können jetzt alle Moleküle nehmen, die bei Lichteinwirkung ihre Eigenschaften ändern und sie in Verbundwerkstoffe mit nahezu beliebiger Form und Größe drucken. Theoretisch wäre es möglich, etwas sehr Komplexes wie einen QR-Code oder einen Barcode reversibel zu kodieren und dann das Material sauer wischen, fast wie bei der Reinigung eines Whiteboards mit einem Schwamm. Während unsere Geräte derzeit mit Farbwechsel arbeiten, könnte dieser Ansatz genutzt werden, um Materialien für Energiespeicher und Elektronik zu entwickeln,” kommentiert Dr. Newton.